镁钇合掺氧化锌薄膜的制备及其性能研究

以镁钇掺杂的氧化锌(Zn O)陶瓷靶作为溅射靶材,采用射频磁控溅射技术在玻璃衬底上制备了镁钇合掺Zn O(MYZO)薄膜样品.通过X射线衍射仪和分光光度计的测试表征,研究了薄膜厚度对MYZO样品结构性质和光学性能的影响.结果表明:MYZO样品均为六角纤锌矿型的多晶结构,并且其择优取向生长特性明显受到薄膜厚度的影响,当薄膜厚度为290 nm时,MYZO样品具有(002)择优取向生长特性.另外通过光学表征方法获得了MYZO样品的光学能隙、折射率和消光系数,结果显示:MYZO样品的光学能隙大于未掺杂Zn O能隙,其折射率均表现为正常色散特性,并且遵循Wemple-Di Domenico单振子色散模型.     

掺钛氧化锌半导体薄膜制备及其光学性质的研究

以二氧化钛(TiO2)掺杂的氧化锌(ZTO)陶瓷靶作为溅射源材料,采用射频磁控溅射工艺在玻璃衬底上沉积了ZTO半导体薄膜,利用可见-紫外光分光光度计、四探针仪测试以及多种光学表征方法,研究了陶瓷靶中TiO2含量对ZTO薄膜光学性质和光电综合性能的影响.实验结果表明:ZTO薄膜的折射率表现为正常的色散特性,其色散行为遵循有效单振子模型.TiO2含量对ZTO薄膜的电阻率、透过率、折射率、消光系数和光学带隙等具有不同程度的影响,当TiO2的质量分数为3%时,ZTO薄膜的电阻率最低、可见光平均透过率最高、光电综合性能最好.     

铝掺杂氧化锌薄膜的光学性能及其微结构研究

以氧化铝(Al2O3)掺杂的氧化锌(Zn O)陶瓷靶作为溅射靶材,采用射频磁控溅射工艺在玻璃基片上制备了具有c轴择优取向的铝掺杂氧化锌(Zn O:Al)薄膜样品.通过可见-紫外光分光光度计和X射线衍射仪的测试表征,研究了生长温度对薄膜光学性能及其微结构的影响.实验结果表明:薄膜性能和微观结构与生长温度密切相关.随着生长温度的升高,样品的可见光平均透过率、(002)择优取向程度和晶粒尺寸均呈非单调变化,生长温度为640 K的样品具有最好的透光性能和晶体质量.同时薄膜样品的折射率均表现为正常色散特性,其光学能隙随生长温度升高而单调增大.与未掺杂Zn O块材的能隙相比,所有Zn O:Al薄膜样品的直接光学能隙均变宽.     

室温溅射掺铝氧化锌薄膜的微结构及其光学性能

以硝酸铝晶体和氧化锌粉末为原料,Al和Zn摩尔比为3：100,制备了相对密度为96%、电阻率为2.5×10^-2Ω·cm的掺铝氧化锌（AZO）陶瓷靶材.采用直流磁控溅射法,室温条件下,在玻璃基片上制备了AZO透明导电薄膜.利用扫描电镜和X射线衍射分析了薄膜的微结构.薄膜晶粒尺寸大,分布均匀,可见光透过率为89.92%,光学带隙Eg为2.18 e V,Urbach能量Eu为3.9e V,折射率n随波长的增大,先减小后增大,最后趋于稳定.     

溅射功率对掺铝氧化锌薄膜光电学性质的影响

利用射频磁控溅射在BK-7玻璃基片上沉积掺铝氧化锌薄膜,研究溅射功率对薄膜光电性能的影响.当溅射功率从250 W增加到400 W时,X射线衍射的结果发现,250 W制备的薄膜只有(002)衍射峰,而300 W以上的样品则出现了新的(101)衍射峰;而且随着溅射功率的增加,(002)峰的强度减弱,(101)峰的强度增强.薄膜的厚度随溅射功率的增加而变厚,电阻率随溅射功率的增加而减小,从200 W功率时的24.6×1-0 4Ωcm减小到400W时的7.2×1-0 4Ωcm.样品在可见光区域的平均光学透射率都大于85%,其光学带隙随载流子浓度的减小而减小.     

衬底温度对钛镁掺杂氧化锌薄膜光学性能的影响

以石英玻璃作为衬底,采用射频磁控溅射技术沉积钛镁掺杂氧化锌(TMZO)薄膜样品.基于分光光度计测量的透射光谱数据,利用光学表征方法确定了薄膜样品的折射率、消光系数和光学能隙等光学参数,研究了衬底温度对TMZO样品光学性能的影响.结果表明,可见光区域所有薄膜的折射率均随波长增加而单调减小,表现为正常的色散关系,衬底温度对薄膜样品的透光性和光学参数具有明显的影响.衬底温度升高时,TMZO样品的可见光区平均透过率和光学能隙均呈现出先增后减的变化趋势,当衬底温度为300°C时,它们都具有最大值.     

氧化锌薄膜的p型掺杂及光学和电学性质

氧化锌属于一种直接带隙宽半导体材料,具备较小的玻尔半径及较大的激子束缚能,在短波长光电子器件研究领域具备较好的应用前景,对于提高光信息存取速度与光记录密度具有重要意义.在氧化锌薄膜形成过程中,将活性原子N掺入可以有效得到p-ZnO薄膜,对p型掺杂情况进行判断,根据结构设计制备出具备良好电学特性的ZnO同质p-n结,经观察发现,这种结构具备良好的伏安特性曲线,通过实验证明,p-ZnO具有很好的潜在应用价值,对实现ZnO光电器件实用化存在着极为重要的作用.     

掺钛GZO透明半导体薄膜的光学性质研究

以钛掺杂氧化锌镓(GZO)陶瓷靶作为溅射源材料,采用射频磁控溅射技术在玻璃基片上制备了掺钛GZO(GZO:Ti)透明半导体薄膜,利用光谱拟合方法计算了GZO:Ti薄膜的折射度、消光系数和厚度等光学参数,研究了氩气压强对GZO:Ti薄膜光学性质的影响.结果表明:拟合光谱曲线与实验测量光谱曲线一致,薄膜的光学性质与氩气压强密切相关,GZO:Ti薄膜折射率随波长增大而逐渐减小,表现出正常的色散性质.另外还采用包络法计算了GZO:Ti薄膜的折射率和厚度,两种方法所获得的结果是基本相符的.     

PbTiO3薄膜的非线性光学性质研究

用射频磁控溅射系统在α-Al2O3衬底上制备了具有钙钛矿结构的PbTiO3薄膜. 用光学透射测量方法得到了该薄膜材料的基本光学常数(带隙、线性折射率、线性吸收系数). 利用Z-扫描技术确定的非线性折射系数n2的符号及大小为-2.8×10-7esu,双光子吸收系数为51.8cm/GW.这些结果表明PbTiO3铁电薄膜在非线性光学上具有潜在的应用前景.     

掺氮氧化锌薄膜的P型转变研究

采用射频磁控溅射法在室温下制备了氮掺杂ZnO薄膜.用蓝宝石为衬底,氩气和不同流量的氮气为溅射气体.使用拉曼光谱仪对样品进行分析,在275cm-1位置为氮掺杂所引起的峰.样品经高温真空退火后,随着氮气流量的上升,薄膜中的载流子浓度有下降趋势,在氮气流量为6sccm时,薄膜具有较高的空穴载流子浓度,实现了氮的受主掺杂,氧化锌薄膜的导电类型实现了P型转变.     

掺杂对ZnO半导体薄膜光学性能的影响

以掺杂氧化锌(ZnO)陶瓷靶为溅射源材料,采用射频磁控溅射技术在石英玻璃衬底上制备了掺杂ZnO系列半导体薄膜样品.利用紫外-可见分光光度计测量了薄膜的透射光谱,通过Swanepoel法确定了薄膜的折射率和消光系数,利用外推法获得了薄膜的光学带隙,研究了不同掺杂对ZnO薄膜光学性能的影响.结果表明,钛掺杂和镓镁合掺后,ZnO薄膜的透过率和光学带隙增加而折射率减小;所有薄膜的折射率均随波长增加而单调减小,呈现出正常的色散特性.     

沉积温度对氧化锌薄膜结构和光学性能的影响

采用射频磁控溅射方法在玻璃基板上制备了氧化锌(ZnO)薄膜样品,利用X射线衍射(XRD)表征和紫外-可见光透射光谱对其进行了表征,研究了沉积温度对ZnO薄膜结构和光学性能的影响.结果表明:所有ZnO样品都是c轴高度择优取向的多晶薄膜;沉积温度对ZnO样品晶体质量和光学性能都具有明显的影响;随着沉积温度的升高,ZnO薄膜(002)衍射峰的半高宽单调减小,而(002)晶面取向度、平均晶粒尺寸和可见光波段平均透过率则单调增大.当沉积温度为500°C时,ZnO薄膜样品具有最高的(002)晶面取向度(0.987)、最大的平均晶粒尺寸(22.1 nm)和最好的可见光波段平均透过率(82.3%).     

Zn1–xCaxO薄膜的结构和光学性质研究

采用磁控溅射法在玻璃基片上制备了Zn1-xCaxO薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)和荧光光谱仪研究了Ca掺杂量对Zn1-xCaxO薄膜结构和光致发光特性的影响.结果显示:Zn1-xCaxO薄膜属于纤锌矿多晶结构;随着Ca含掺杂量的增加,薄膜衍射峰半高宽变大,薄膜质量变差;光致发光谱显示,随着Ca掺杂量的增加,紫外发光谱峰发生了蓝移.     

氧化锌薄膜的微观结构及其结晶性能研究

以普通玻璃作为衬底材料,采用射频磁控溅射方法制备了氧化锌(ZnO)透明导电薄膜,通过X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)测试,研究了衬底温度对薄膜微观结构及其结晶性能的影响.结果表明:所制备的ZnO薄膜均为(002)晶面择优取向生长的多晶薄膜,其微观结构和结晶性能与衬底温度密切相关.衬底温度对ZnO薄膜的织构系数TC(hkl)、平均晶粒尺寸、位错密度、晶格应变和晶格常数都具有不同程度的影响,当衬底温度为800 K时,ZnO薄膜样品的织构系数TC(002)最高(4.929)、平均晶粒尺寸最大(20.91 nm)、位错密度最小(2.289×10~(15)line·m~(-2))、晶格应变最低(2.781×10~(-3)),具有最高的(002)晶面择优取向生长性和最佳的微观结构性能.     

基片温度对氧化铋薄膜光学性质的影响

在玻璃基片上直流磁控溅射沉积氧化铋薄膜,基片温度从室温增加到300℃并保持其它沉积条件一致,研究基片温度对薄膜光学性能的影响.样品的晶体结构、表面形貌和透射光谱分别用X射线衍射仪、原子力显微镜和分光光度计进行测量.结果表明,随着基片温度的增加,样品中Bi2O3的(120)衍射峰强度增强,表面颗粒直径逐渐减小;基片温度为...     

氧化镍薄膜结构与电致变色性能的热处理效应

用电子束蒸发NIO粉末的方法在ITO导电玻璃上制备电变色氧化镍薄膜，并将薄膜置于200-500℃的空气环境中进行1h热处理．用XRD分析了薄膜的结构，用电化学方法测试了薄膜的电致变色性能．发现热处理对薄膜微观结构的影响较小，而对薄膜的致色效率及致色与消色态的速射率动态变化范围影响较大．分析了薄膜中电荷的输运机制，讨论了OH-离子电荷的注入位置     

溅射氧化铁薄膜的结构和磁性

本文报导了不同制备条件下四氧化三铁薄膜的结构和磁性。实验的关键制备是水蒸气和氩气的分压之比，其变化范围从1．0到3．0。透射电子显微镜研究表明了在不同的溅射条件下都可以得到结构均匀的薄膜。扫描隧道显微镜的观察清楚地显示了薄膜的表面的三维形貌。